EnterKnow: EV – Có một sự thật rằng xe điện không phải là điều gì mới mẻ, mà nó đã xuất hiện và tồn tại được gần 200 năm!
Có thể bạn đang nghĩ rằng xe điện là xu hướng, là phát minh của thế kỷ 21? Nhưng sự thật thì không phải vậy! Xe điện đã có một lịch sử kéo dài gần hai thế kỷ.
Những chiếc xe điện đầu tiên đã đi chung đường với xe ngựa và xe chạy bằng hơi nước trong nhiều năm trước khi xe chạy bằng xăng xuất hiện và chúng ngày càng trở nên phổ biến khi những tiến bộ trong công nghệ pin và sự sẵn có ngày càng tăng của điện khiến chúng trở nên thuận tiện hơn bao giờ hết để vận hành.
Sự sẵn có rộng rãi của khí đốt rẻ tiền vào đầu thế kỷ 20 đã giúp loại bỏ EVs ra khỏi nhận thức của công chúng, nhưng các nhà sản xuất ô tô khác nhau vẫn tiếp tục nghiên cứu công nghệ liên quan trong suốt nhiều năm. Nhờ những tiến bộ hơn nữa trong công nghệ pin và nỗ lực giảm lượng khí thải của phương tiện giao thông, phương tiện điện hiện đại đã sẵn sàng xuất hiện trở lại vào đầu thế kỷ 21.
EV – Những chiếc xe điện đầu tiên
Xe điện đã chạy trên một con đường dài và quanh co trong suốt hai thế kỷ. Thật khó để xác định chính xác lịch sử của xe điện bắt đầu từ đâu, nhưng ý tưởng cơ bản đã xuất hiện ngay bên cạnh những động cơ điện đầu tiên.
Giai đoạn 1828 – 1839
Nhà vật lý người Hungary Anyos Jedlik được ghi nhận là người đã chế tạo ra động cơ DC thực tế đầu tiên vào khoảng năm 1827, và đến năm 1828, ông đã sử dụng một trong những động cơ điện đầu tiên của mình để chế tạo ra thứ có thể gọi là ô tô điện kiểu mẫu thời đó.
Vào khoảng thời gian từ năm 1832 đến năm 1839, nhà phát minh người Scotland, Robert Anderson đã nảy ra ý tưởng về một chiếc xe điện thời kỳ đầu. Thông tin chi tiết còn ít, nhưng thiết kế gặp phải một vấn đề lớn không được giải quyết trong một thời gian dài: nguồn pin hạn chế. Cỗ xe điện của Anderson sử dụng pin không thể sạc lại, điều này đã hạn chế tính thực tế của một phương tiện như vậy.
Ghi chú: Các đoàn tàu được thiết kế vào khoảng những năm 1830 có thể chở pin nặng và thậm chí nhận năng lượng từ đường ray điện khí hóa nhưng các phương tiện chở khách nhỏ hơn phải chờ công nghệ pin bắt kịp.
Giai đoạn 1859 – 1881
Năm 1859, Pháp đi đầu trong việc phát triển xe điện. Ắc quy axit chì được phát minh ở Pháp bởi Gaston Plante. Sau đó nó được cải tiến vào năm 1881 bởi Camille Alphonse Faure và đã được điều chỉnh và cải thiện hơn nữa trong những năm qua. Sự xuất hiện của ắc quy axit chì đồng nghĩa với việc các phương tiện điện thực tế cuối cùng cũng có thể ra đường.
Giai đoạn 1890 – đầu những năm 1900
Gustave Trouve của Pháp đã trình diễn một chiếc xe ba bánh chạy bằng điện vào năm 1881 trong khi Thomas Parker của Anh đã chế tạo chiếc ô tô điện sản xuất đầu tiên giống với cỗ xe không ngựa truyền thống vào năm 1884.
Tại Hoa Kỳ, William Morrison đã phát triển một chiếc ô tô điện vào năm 1890 có khả năng chở sáu hành khách và di chuyển với tốc độ chóng mặt 14 dặm/giờ. Chỉ sáu năm sau, một chiếc xe điện do Riker Electric Vehicle Company sản xuất đã giành chiến thắng trong cuộc đua xe ngựa không có ngựa, đây có thể là một trong những cuộc đua ô tô đầu tiên được ghi nhận ở Hoa Kỳ.
Sự phổ biến của xe điện tăng vọt vào cuối thế kỷ 19 và đầu thế kỷ 20. Chúng tạo ra ít tiếng ồn hơn so với các phương tiện chạy bằng xăng đời đầu, mang lại cảm giác lái êm ái hơn và thường được coi là dễ lái và vận hành hơn.
Với sự ra đời của ắc quy axit chì hiệu quả hơn với dung lượng lưu trữ lớn hơn vào cuối những năm 1800, một số nhà phát minh ở nhiều quốc gia đã bắt đầu tạo ra các loại xe điện thực tế.
Đội xe taxi điện xuất hiện ở London, Paris và New York, và thậm chí Thomas Edison đã cố gắng tham gia cuộc chơi vào năm 1906 bằng cách phát triển pin kiềm cung cấp nhiều dung lượng hơn và trọng lượng nhẹ hơn so với pin axit chì thời đó.
EV – Xe điện thế kỷ 20
Xe điện vẫn khá phổ biến vào đầu thế kỷ 20. Khoảng một phần ba số phương tiện trên đường là chạy bằng điện vào khoảng năm 1900, nhưng sự phổ biến đó bắt đầu giảm dần khi năm tháng trôi qua. Bất chấp những tiến bộ trong công nghệ pin, sự sẵn có của xăng rẻ tiền và tình trạng thiếu điện bên ngoài các thành phố lớn đã giúp thúc đẩy sự phổ biến của các phương tiện chạy bằng xăng.
Những chiếc xe điện ban đầu không thể theo kịp những chiếc xe chạy bằng xăng về phạm vi và tốc độ; các nhà sản xuất ô tô đã chuyển đổi gần như hoàn toàn sang các phương tiện chạy bằng xăng vào năm 1935. Tuy nhiên, ngành công nghiệp ô tô không bao giờ quên xe điện, và việc nghiên cứu pin và các công nghệ liên quan khác vẫn lặng lẽ tiếp tục.
1959: Một Năm Quan Trọng
Việc phát minh ra MOSFET (chất bán dẫn) tại Bell Labs vào năm 1959 được coi là một trong những bước ngoặt quan trọng trong lịch sử xe điện hiện đại. Điều này dẫn đến việc Hitachi tạo ra MOSFET điện, bộ vi xử lý và bộ vi điều khiển, tất cả đều là những thành phần thiết yếu trong xe điện hiện đại.
Không giống như các loại xe điện đời đầu chỉ đơn giản kết nối ắc quy axit chì với động cơ điện, các loại xe điện hiện đại dựa trên các công nghệ như MOSFET điện và bộ vi điều khiển để đạt được mức hiệu suất ngày càng mở rộng từ các công nghệ pin mới được phát triển và các bộ phận truyền động điện.
Giai đoạn 1971 – 1996
Những công nghệ pin mới hơn này đã dẫn đến việc phát minh ra pin lithium-ion vào những năm 1980, cung cấp một nền tảng quan trọng khác cho xe điện hiện đại. Khi những chiếc xe điện đầu tiên dựa vào pin axit chì nặng và không hiệu quả, thì sự phát triển của pin lithium-ion hứa hẹn một giải pháp thay thế nhẹ hơn và hiệu quả hơn. Ngày nay, hai công nghệ pin chính được sử dụng bởi xe điện, NCA và NMC, đều dựa trên lithium-ion.
Trong khi tất cả các nghiên cứu cơ bản này đang được tiến hành, xe điện vẫn tiếp tục xuất hiện ở nhiều nơi trong suốt thế kỷ 20. Phương tiện di chuyển trên mặt trăng, hay còn gọi là xe lôi mặt trăng, vừa là phương tiện chạy điện vừa là phương tiện có người lái đầu tiên được vận hành trên mặt trăng khi nó lăn qua cảnh quan mặt trăng vào năm 1971. Trở lại trái đất, trong cùng thập kỷ đó, công ty Sebring có trụ sở tại Florida Vanguard đã bán được hơn 2.000 chiếc CitiCar chạy hoàn toàn bằng điện, mỗi chiếc có phạm vi hoạt động khoảng 50 đến 60 dặm.
Các nhà sản xuất ô tô khác cũng không hoàn toàn quên EVs. Nhiều nhà sản xuất ô tô lớn đã trình diễn rất nhiều mẫu xe điện chưa bao giờ được đưa vào sản xuất, đỉnh điểm là EV1 của GM. Chiếc xe chạy hoàn toàn bằng điện này chưa bao giờ được bán trực tiếp cho công chúng, nhưng nó đã được cho thuê ở một số thị trường hạn chế bắt đầu từ năm 1996.
Xe điện đã trở lại trên đường và công nghệ pin cũng sắp bắt kịp thời hiện đại.
EV – Xe điện thời hiện đại
Những thử nghiệm ban đầu với EV hiện đại, chẳng hạn như EV1 của GM vào giữa những năm 1990, đã đạt được kết quả trung bình. Công nghệ mới chỉ ở đó, nhưng có một số trở ngại trên đường đi.
Tất cả các nhà sản xuất ô tô lớn đều nhìn thấy xe điện đang xuất hiện, nhưng sự đồng thuận ngay trước khi bước sang thế kỷ 21 là công nghệ pin vẫn chưa đủ tiên tiến để cung cấp đủ phạm vi hoạt động và độ tin cậy trong ít nhất vài thập kỷ.
Giai đoạn 1999 – 2001
Đột nhiên, những công nghệ cuối cùng sẽ làm rung chuyển điều đó đã được phát triển vào năm 1999 và 2001. Công nghệ pin NCA được phát minh đầu tiên, ngay sau đó là công nghệ pin MNC. Cả hai đều là biến thể của pin lithium-ion cũ hơn và cả hai sẽ tiếp tục cung cấp năng lượng cho các phương tiện điện hiện đại.
Những công nghệ pin cải tiến đó đã tạo ra những cơ hội EV không giống bất kỳ cơ hội nào mà thế giới từng thấy trước đây. Ngành công nghiệp bùng nổ với những bước tiến mới về xe điện.
Giai đoạn 2003 – 2014
Hãng xe Tesla xuất hiện vào năm 2003 với tư cách là một công ty khởi nghiệp nhằm tạo ra một chiếc xe điện thiết thực và giá cả phải chăng. Nguyên mẫu của Tesla Roadster được tiết lộ vào năm 2006 và những chiếc Roadster đầu tiên được giao cho khách hàng vào năm 2008. Được cung cấp năng lượng bởi công nghệ pin NCA, Roadster có phạm vi hoạt động 244 dặm, cao hơn đáng kể so với các loại xe chạy hoàn toàn bằng điện trước đây.
Với xe điện Tesla trên đường, một số nhà sản xuất ô tô lớn đã nhanh chóng làm theo. Mitsubishi đã ra mắt xe điện iMiEV của họ tại Nhật Bản vào năm 2009 và một số thị trường hạn chế khác vào năm sau, mặc dù chỉ để cho thuê chứ không phải để bán.
Nissan cũng không kém cạnh với chiếc Nissan Leaf, được tung ra thị trường Mỹ và Nhật Bản vào năm 2010. Đến năm 2014, đã có 23 mẫu xe điện khác nhau được bán trên thị trường Mỹ. Trong thập kỷ tiếp theo, mọi nhà sản xuất ô tô lớn đều có ít nhất một chiếc xe điện.
Tại Hoa Kỳ, sự phát triển của xe điện đã mang lại lợi ích lớn khi Bộ Năng lượng Hoa Kỳ bắt đầu đầu tư vào cơ sở hạ tầng. Từ năm 2009 đến 2013, Bộ Năng lượng đã đầu tư hơn 115 triệu đô la để giúp xây dựng cơ sở hạ tầng sạc xe điện trên toàn quốc.
Hơn 18.000 trạm sạc đã được lắp đặt thông qua chương trình này, mặc dù việc xây dựng cơ sở hạ tầng sạc vẫn tiếp tục cho đến ngày nay thông qua các sáng kiến công cộng và tư nhân khác.
EV – Tương lai của xe điện
Lịch sử của xe điện chủ yếu được thúc đẩy bởi công nghệ pin và điều đó có thể sẽ tiếp tục trong tương lai trừ khi một công nghệ mới xuất hiện có thể thay thế chúng một cách hiệu quả. Với chi phí tổng thể của pin giảm và công nghệ tiếp tục phát triển, xe điện có khả năng phù hợp với xe chạy bằng khí đốt về chi phí, phạm vi và các yếu tố khác.
Khi cơ sở hạ tầng sạc tiếp tục mở rộng và tốc độ sạc tăng lên, việc lái xe điện trên quãng đường dài cũng sẽ trở nên thuận tiện hơn. Cũng có khả năng là các công nghệ như pin có thể thay thế nóng có thể giúp cho việc “tiếp nhiên liệu” cho ô tô điện của bạn trở nên nhanh hơn và dễ dàng hơn.
Ý tưởng là, thay vì cắm điện và chờ đợi, bạn có thể chỉ mất vài phút để đổi pin của mình lấy pin mới. Các công nghệ lưu trữ năng lượng khác, chẳng hạn như pin nhiên liệu có thể thay thế nóng, cũng có thể được sử dụng, nhưng chúng kém hiệu quả hơn nhiều so với pin hiện đại nên dường như khó xảy ra.
2018 và xa hơn
Năm 2018, số lượng xe điện trên đường ở Hoa Kỳ lần đầu tiên vượt mốc một triệu. Đến năm 2020, con số đó đã tăng lên 1,8 triệu. Tăng trưởng ở các địa điểm khác, như Châu Âu và Trung Quốc, thậm chí còn nhanh hơn.
Những tiến bộ hơn nữa trong công nghệ sạc và pin, cơ sở hạ tầng sạc tốt hơn và luật nhắm mục tiêu giảm lượng khí thải của phương tiện giao thông có thể sẽ giúp thúc đẩy những con số đó cao hơn nữa trong những năm tới.
Xe điện có thể đã đi một con đường dài và quanh co trong vài thế kỷ qua, nhưng thế kỷ 21 đang bắt đầu giống như nơi cuối cùng chúng sẽ kết thúc trên đỉnh cao.
